Le innumerevoli forme dei dischi protoplanetari, un mosaico di bellezza

Potremmo definirlo come uno stupendo mosaico di innumerevoli forme la collezione di dischi protostellari osservati da un team internazionale di astronomi e recentemente presentato ai media. Dopo anni di incessante attività, finalmente è stato presentato quello che oggi rappresenta il più esteso catalogo di dischi protoplanetari in regioni di formazione stellare.

Come star che sfilano sul tappeto rosso, i dischi protoplanetari osservati dal team sfilano nella loro stupenda diversità nel catalogo recentemente pubblicizzato sul portale web dell’European Astronomical Observatory (ESO) e che verrà pubblicato in tre diversi articoli nella prestigiosa rivista internazionale Astronomy & Astrophysics.

Cosa sono i dischi protoplanetari

Si tratta di strutture composte di gas e polveri di forma discoidale che si formano durante il processo di formazione delle stelle. A partire da uno stesso frammento di nube molecolare (cioè la nube progenitrice della stella), il collasso gravitazionale dello stesso frammento, combinato alla sua rotazione, produce come risultato finale una protostella attorno a cui ruota un disco di polveri e gas.

È in questo disco, inizialmente molto ricco di polveri e gas, che avviene la formazione dei pianeti. Questa formazione avviene per i pianeti gassosi secondo un processo simile a quello di formazione della stella, ma su scala molto più piccola, cioè come risultato di un collasso gravitazionale. I pianeti rocciosi invece si formano con un processo di “accrezione” cioè dallo scontro di frammenti di roccia che fondendosi formano oggetti sempre più grossi fino a formare un oggetto roccioso di dimensioni planetarie.

Perchè studiare i dischi protoplanetari

Indicazioni sui meccanismi di formazione dei pianeti ne esistono, ma ancora c’è molta ricerca da fare per una piena comprensione degli stessi. La ricognizione di dischi protoplanetari appena conclusa ha permesso di evidenziare le caratteristiche comuni ai dischi di stelle diverse, ma anche le diversità e peculiarità di molti di questi.

In sostanza, si scopre come l’ambiente in cui si viene a formare un pianeta possa essere molto diverso da stella a stella e come per una stessa stella, l’ambiente possa variare molto a seconda della regione del disco che si va a considerare.

Lo studio delle proprietà dei dischi protoplanetari aiuta nella comprensione dell'architettura finale del sistema planetario che vi si va formando.

Ad esempio, il team ha trovato che stelle in sistemi multipli (sistemi costituiti di più stelle relativamente vicine che ruotano attorno al comune centro di massa) tendono ad avere dischi protoplanetari più piccoli rispetto a stelle singole.

Inoltre, i neopianeti si formano all'interno del disco e ne modificano la struttura, inducendo in questa la presenza di deformazioni e disallineamenti tra le diverse componenti del disco.

Le osservazioni mostrano una straordinaria diversità dei dischi che formano i pianeti. Come dice Christian Ginski, primo autore di uno dei tre articoli in cui i risultati della ricerca sono stati presentati, "Alcuni di questi dischi mostrano enormi bracci a spirale, presumibilmente guidati dall'intricato balletto dei pianeti orbitanti”.

“Altri mostrano anelli e grandi cavità scavate dalla formazione dei pianeti, mentre altri ancora sembrano lisci e quasi dormienti in mezzo a tutto questo trambusto di attività”, aggiunge Antonio Garufi dell’Osservatorio Astrofisico di Arcetri dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), e primo autore di un’altro dei tre articoli.

Come sono stati osservati

Le immagini dei dischi protoplanetari sono state ottenute dal team internazionale grazie allo strumento SPHERE montato sul telescopio VLT (Very Large Telescope) dell’ESO. Sono state utilizzate per la ricerca anche le osservazioni effettuate con lo strumento X-shooter, montato anch’esso al VLT, mentre le immagini del telescopio ALMA sono state utilizzate come aiuto nell'interpretazione dei risultati.